阴阳混合树脂在废水处理中的应用研究
新树脂的预处理:
由于运输及保管等各方面的原因,容易使新树脂产生脱水。凭肉眼和手感均可发现。如遇此种情况,为避免树脂与水和其它再生液的接触而产生爆裂破碎,造成不必要的浪费,必须将此类树脂浸泡在8的食盐水中16小时左右(浸泡时好经常搅拌),使树脂充分膨胀,经清水漂洗至无盐味后方可使用。没有上述现象,则树脂不必进行预处理。
树脂装填:
国内混床设备的树脂装填高度为阳树脂5(6)00mm,阴树脂10(2)00mm,非再生态时(即阳树脂为钠型,阴树脂为氯型时)阳树脂装填高度不能高过中排口,但也不宜低于中排口5cm。阴阳树脂装填比例为2:1(或1.5:1)。001x7mb阳离子交换树脂在下,201x7mb阴离子交换树脂在上。
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树脂冲洗:
树脂装入交换器后,用洁净水反洗树脂层,直至出水清晰、无气味、无细碎树脂为止。
用约2倍树脂体积的4-5hcl溶液,以2m/h的流速通过树脂层。全部通入后,浸泡4-8小时,排去酸液,用洁净水冲洗至出水呈中性,冲洗流速为10-20m/h。
用约2倍树脂体积的2-5naoh溶液,按上面进hcl溶液的方法通入和浸泡。排去碱液,用洁净水冲洗至出水呈中性,冲洗流速同上。酸、碱溶液若能重复进行2-3次,则效果更佳。
阴阳树脂混合:
冲洗结束后,打开下进、上排阀,启动中间水泵(反冲洗使树脂层松动),将柱内积水排至树脂层面上100-150mm处时,关中间水泵和进水阀;2、打开小量排空阀,开启并控制进气阀门的进气量(进气压力为0.1-0.15mpa),观察上下窥视镜内树脂有节律的上下沸腾混合,使上下树脂颜色深浅混合一致。进气时间一般为10-15分钟;3、混合结束后,关闭进气阀、排空阀,再迅速开启上进阀、中间水泵、下排阀(使树脂迅速沉降,防止树脂在沉降过程中重新分层)。同时也要防止树脂露出水面,否则树脂间会产生气泡,从而影响混床的出水水质(若混合效果不佳时,可以重复混合操作)。
注意事项:
运行一年以上,须检查树脂实际装填高度,如树脂层高不够了,就需要相应填补树脂。
混床出水指标主要有两项,一项是电导率<0.2us/cm,另一项是硅含量csio2<0.02mg/l,为合格。
如果混床周期制水量明显下降,出水指标不稳定,再生酸碱耗、水耗居高不下,那就要对树脂是否被污染及树脂强度等指标进行再生或检测。
脱盐水混床再生要求 说明:
1、反渗透膜进行化学清洗用柠檬酸溶液循环清洗的
2、混床的分层、再生规范、清洗合格、混合均匀=出水电导率合格。 3、如果是铁中毒树脂会发红,多数原因是因为树脂在使用过程中因设备中的铁、处理液中有铁,树脂污染一般是高价铁,可用5左右的hci进行处理,好循环,也可浸泡,时间在5-8小时,把高价铁变为低价铁。处理好后,树脂再用清水清洗。
混床出水电阻率≤1mω时混床需要再生。本混床的阴阳树脂再生操作规程采用“二步再生法”—— 即先对阴离子(上部)进碱再生;再对阳离子树脂(下部)进盐酸再生。
一、阴阳树脂分层
反冲洗:开启下进阀、上排阀、启动中间水泵,用ro出水大流量(约3000l/h)冲洗20分钟后,小流量(约600l/h)的冲洗约15分钟使树脂松动分层。
树脂分层的好坏,还与树脂的失效程度有关,树脂失效程度越大,分层越容易。
若阴阳树脂因互相粘结抱团无法分层时:缓慢打开小量洁净压缩空气,再调节排空阀门,使压缩空气从混床由下进上排出,从上下窥视镜观察树脂松动以利分层,视其情况可以延长操作时间和次数,再按照上述反冲洗方法处理阴阳树脂的分层。
阴阳树脂的分层是再生操作中非常关键和重要的步骤之一。
二、排除柱内积水)
排水静置沉降:关闭中间水泵及进水阀,打开中排阀、下排阀,排尽树脂柱内积水(以免再生液被稀释),水流尽后静置5分钟。
三、配制酸碱液注意事项
配制酸碱液时务必小心操作,戴上护目镜、橡胶手套和口罩等,保持室内通风;若溅到皮肤上用大量的水冲洗或及时就医。
四、阴树脂进碱
1、用纯化水把ph =14的碱液配制好;2、调节好碱液桶上的出液阀门,打开进碱阀(上进),启动碱液泵,打开排空阀排除其空气,待碱液进入后,浸泡阴树脂层时,关闭排空阀,开启中排阀并控制中排的开启程度,碱液流量为300-500l/h(进碱约45分钟);3、碱液进完之后,及时用ro水冲洗稀释碱液桶及进碱管线20分钟,再关闭碱液泵、进碱阀;4、再打开上进水阀、启动中间水泵,用ro水进行冲洗至中排阀排出,直至ph =10为止。再打开下排水阀,关闭中排水阀,直至出水
五、阳树脂进酸
1、用纯化水把ph =1的酸液配制好;2、调好酸桶上的出液阀门,打开进酸阀(下进),启动酸液泵,打开排空阀排除其空气,待酸液进入后(流量约
为250-300l/h)浸泡阳树脂层时(中排窥视镜观察),关闭排空阀,同时开启中排阀并控制其开启程度;3、中排出液ph =1时可适当加大进酸流量,以使阳树脂不发生挠动为佳(进酸约需40分钟);4、酸液进完之后,及时用ro水冲洗稀释碱液桶及进酸管线20分钟,关闭酸液泵 、进酸阀;5、再打开上进阀、下进阀,启动中间水泵用ro水进行冲洗,测试中排阀的出水ph =7-8时,关闭上进、下进阀,由中排把水排尽。
六、阴阳树脂混合
1、树脂清洗合格后,打开下进、上排阀,启动中间水泵(反冲洗使树脂层松动),将柱内积水排至树脂层面上100-150mm处时,关中间水泵和进水阀;2、打开小量排空阀,开启并控制进气阀门的进气量(进气压力为
0.1-0.15mpa),观察上下窥视镜内树脂有节律的上下沸腾混合,使上下树脂颜色深浅混合一致。进气时间一般为10-15分钟;3、混合结束后,关闭进气阀、排空阀,再迅速开启上进阀、中间水泵、下排阀(使树脂迅速沉降,防止树脂在沉降过程中重新分层)。同时也要防止树脂露出水面,否则树脂间会产生气泡,从而影响混床的出水水质(若混合效果不佳时,可以重复混合操作)。
七、混床的冲洗
混合完毕后,用ro出水进行正洗。正洗流量一般为2000l/h,冲洗约30分钟,以排出水符合纯化水水质指标为终点。
八、再生过程中可能出现的问题及对策
1、树脂混合后如果树脂间有气泡,可将柱内积水由下排阀排掉,打开排气阀,然后以很低的流速(使树脂层不动)以反洗的方式从柱体下部进水,当液面淹没全部树脂时,立即停止进水,以免树脂浮起分层。然后改用正洗方式再进行冲洗即可。
2、影响树脂再生程度的因素,主要有再生剂的用量、浓度、纯度、再生时间、再生剂的流速、再生时的温度等,在实际操作中应予注意。混床允许工作压力≤0.2mpa。
阴阳混合树脂在废水处理中的应用研究离子交换树脂是一种在交联聚合物结构中含有离子交换基团的功能高分子材料。树脂不溶于酸、碱溶液及各种有机溶剂。结构上属于既不溶解、也不熔融的多孔性固体高分子物质。
离子交换树脂
1、处理含汞废水
含汞废水是危害大的 产业 废水之一,离子交换树脂法适用于处理浓度低而排放量大、含有毒金属的废水。配合硫化钠明矾化学凝聚沉淀法作为二级处理,对低浓度含汞废水可达到排放标准。
明矾化学凝聚沉淀法处理红汞生产中产生的含汞废水。由于含汞废水成分复杂,存在多种形态的汞化合物(有机汞、无机汞)、金属汞以及其他有机物和离子,对酸化ph值和硫化钠量不易控制,会使硫化汞形成整合物溶解,处理后废水中汞浓度仍达0.05~0.5mg/l,很难达到排放标准。为了探索技术上、经济上公道的治理途径。并选用了离子交换树脂法。经过近两年来的运行表明:(1)用树脂交换法除汞作为化学法的二级处理系统,能保证达到排放标准,且能实现封闭循环、连续稳定的运行,排放的废水可作为冷却水加以回用。(2)进步了生产能力,单位产品的本钱降低,节约了治理用度。(3)应用树脂交换法还能对废水起到脱色作用,处理的水清楚透明。失效后的树脂不再回收,作为汞废渣回收汞,防止了二次污染。因此,应用离子交换法处理低浓度含汞废水,有明显的社会效益和经济效益。
离子交换树脂
2、处理含铜废水
产业排放废水如有色冶炼、电镀、化工、印染等行业的废水中常含有铜。利用离子交换树脂可以有效地除往废水中的cu2+,以达到高度净化,并有利于资源的再生。张剑波等选用多种大孔强酸型离子交换树脂用于吸附浓集含有机物废水中的铜离子。通过测定各种树脂对铜离子的往除率、不同铜离子浓度和溶液ph值对往除率的影响,以及各树脂再生性能的比较,表明争光树脂、强酸1号树脂与pk208树脂有为突出的性能,效果明显优于其它几种树脂:其离子交换性能稳定,有良好的再生性。同时,对cu2+的吸附往除能力可达到要求,净化后的水中cu2+浓度低于0.1mg/l,可用于含铜废水的净化处理。
离子交换树脂
3、处理含钼废水
上世纪60年代末期就有关于采用离子交换法从产业废水中回收钼的报导。迄今为止,离子交换法仍然是治理含钼废水的主要方法。在研究低价钼酸聚合物的201×7强碱阴离子交换树脂上的吸附机理后指出:低价钼酸聚合物与树脂的交换速度较钼酸盐慢得多。究其原因。以为低价钼酸聚合物主要以六聚合物与树脂交换,而钼酸盐以四聚合物被吸附。且凝胶型树脂的孔径很小,故低价钼酸聚合物在树脂中的扩散阻力较大,导致交换速度较低。尽管低价钼酸聚合物在树脂上的吸附速度较慢,但钼盐占据着树脂上的交换位置,与树脂键合得更牢固,比吸附有钼酸盐的树脂更难解吸。只有用氧化剂(1mol/lhno3)氧化后才能较快地解吸。由于在酸性条件下,mo(vi)易被还原剂还原为低价钼,而低价钼酸聚合物不仅不易与树脂进行交换,而且洗脱也比较麻烦。因此,应先除往待处理的含钼废水中的还原剂,其ph值好调整到大于7。